運營公路項目路面質(zhì)量檢測及維修養(yǎng)護分析

摘要 隨著交通運輸壓力的不斷增大，現(xiàn)役高速公路逐漸暴露出諸多質(zhì)量問題，嚴重影響道路使用功能。鑒于此，文章依托某高速公路工程實踐，針對公路路面質(zhì)量檢測與維修養(yǎng)護展開綜合探究，通過路面質(zhì)量狀況調(diào)查，確定了路面主要病害形式，分析了路面病害形成原因，指出了路面養(yǎng)護維修方案的技術(shù)要點，并根據(jù)病害形成機理制定了針對性維修養(yǎng)護方案，旨在為后續(xù)同類工程養(yǎng)護維修提供參考。

關(guān)鍵詞 公路工程項目；路面質(zhì)量檢測；檢測評價；養(yǎng)護維修方案

中圖分類號 U418.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）13-0102-03

0 引言

經(jīng)濟的高速發(fā)展，有效推動了交通運輸行業(yè)的發(fā)展，公路工程建設(shè)愈加完善，給人們的生產(chǎn)生活帶來較大便利。瀝青路面憑借行車舒適、安全、平穩(wěn)等優(yōu)點，備受人們青睞。但由于高速公路運營環(huán)境復(fù)雜、影響因素較多，道路服役期間極易產(chǎn)生路面坑槽、裂縫、車轍等質(zhì)量問題，降低路面運營能力，縮短運營年限[1]，因此，積極實施公路路面養(yǎng)護具有重要作用。而道路養(yǎng)護維修與新建、改擴建項目存在顯著差異，由于養(yǎng)護資金有限，必須制定科學(xué)合理的養(yǎng)護方案，確保每一筆資金真正發(fā)揮實際效用，以最小投入獲得最大效益[2]。為此，該文對瀝青路面維修養(yǎng)護進行分析，具有十分重要的意義。

1 工程概況

某公路工程總里程184.394 km，沿線地形以平原微丘、山地重丘為主。微丘地段采用雙向六車道布置，時速120 km/h，路面寬28.5 m、29.5 m；山地重丘段為雙向四車道布置，設(shè)計速度為80 km/h，路面寬26.5 m。道路路面結(jié)構(gòu)為水穩(wěn)碎石基層+瀝青面層，具體如表1所示，路面設(shè)計彎沉為21.8（0.01 mm），標準軸載作用次數(shù)為8.627×106次，使用年限為15年。

該公路運營時間已超過十年，通行壓力日益繁重，車流量年均增加16.8%，以貨運車輛為主，所占比例為30%～50%，對路面運營質(zhì)量影響較大。隨著道路服役年限的不斷延長，瀝青路面逐漸暴露出一系列質(zhì)量問題，嚴重影響服務(wù)水平，尤其對于路面裂縫和坑槽病害，給交通運輸安全帶來較大隱患[3]。為有效提升公路路用性能，確保交通運輸安全，延長運營年限，亟須實施路面維護。

2 路面病害檢測結(jié)論

利用ARAN9000型道路檢測車、PRI-2100彎沉檢測儀、鉆芯取樣機等設(shè)施對瀝青路面質(zhì)量狀況實施檢測。具體情況如下：

（1）承載性能。路面彎沉檢測最佳時間為3月解凍期，檢測部位為各車道典型位置。檢測數(shù)據(jù)顯示，路面彎沉值為8～22（0.01 mm），綜合評定為“優(yōu)、良”，路面承載能力滿足要求[4]。

（2）裂縫。道路表面主要裂縫形式包括龜裂、塊狀裂縫、橫向裂縫、縱向裂縫等，其中橫向裂縫范圍較大，貫穿整個面層結(jié)構(gòu)，其余裂縫則分布于行車道位置。

（3）車轍深度。車轍病害主要出現(xiàn)在行車道。道路養(yǎng)護維修日志顯示，車轍病害反復(fù)產(chǎn)生，無法根治。檢測發(fā)現(xiàn)：該公路路面車轍深度RD位于4～15 mm范圍內(nèi)，綜合評定為“優(yōu)、良”占比為93.5%，整體符合行車安全標準要求；局部路段車轍深度RD超過20 mm；其中快車道、行車道、慢車道車轍深度RD依次遞增。

（4）平整度。該公路路面平整度指標IRI位于0.5～

2.0 m/km范圍內(nèi)，行車質(zhì)量指數(shù)RQI評定為“優(yōu)”“良”占比為99.8%，“次”占比為0.2%?？燔嚨?、行車道、慢車道IRI大致相同。

（5）構(gòu)造深度。該公路瀝青路面構(gòu)造深度TD位于0.5～0.8 mm之間，抗滑能力一般。

3 路面病害原因分析

3.1 裂縫病害原因

多數(shù)路面橫裂寬處于5～12 mm之間，間距為30～

50 m，貫穿路面面層結(jié)構(gòu)。橫裂形成的根本原因在于水穩(wěn)碎石基層因干縮形成裂縫，裂縫逐漸發(fā)展對面層結(jié)構(gòu)造成破壞，引發(fā)反射裂縫。

部分縱向、橫向裂縫僅位于路面表層，中層、下層結(jié)構(gòu)較為完整，由于該公路運營區(qū)域內(nèi)溫差較大，且重型貨車較多，此類裂縫為溫縮或疲勞裂縫[5]。當前產(chǎn)生的輕度和中度裂縫在交通荷載及自然環(huán)境共同影響下會形成重度裂縫。

3.2 龜裂及塊裂路段原因

路面龜裂、塊裂路段，道路面層、基層結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)分離狀態(tài)，上、中、下面層之間整體黏結(jié)較好、局部存在層間分離，經(jīng)車輛荷載反復(fù)作用，路面出現(xiàn)荷載集中現(xiàn)象，從而引發(fā)龜裂和塊裂問題。

3.3 車轍病害原因

深度較大的車轍分布于上坡路段，以流動性車轍為主。處于山地重丘地段的公路上坡路段較多，且坡度較陡，貨車途經(jīng)此路段，通常位于慢車道以較低速度行駛，顯著增加車輛軸向荷載對路面作用時間，從而導(dǎo)致路面產(chǎn)生車轍。

路面表面層、中面層分別為SBS改性乳化瀝青和普通瀝青，道路抗高溫穩(wěn)定性較差，溫度較高環(huán)境中，當交通荷載作用超出路面抗剪強度時，路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，經(jīng)車輛荷載持續(xù)作用，瀝青混合料變形逐漸增大，形成車轍。此外，車輪碾壓對瀝青路面造成的磨損、擠密等，均會在一定程度上引發(fā)車轍病害[6]。

4 確定路面養(yǎng)護維修方案的技術(shù)要點

4.1 設(shè)計原則

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循“修復(fù)缺陷、提升性能、節(jié)能環(huán)保”的理念，結(jié)合道路服務(wù)水平和使用性能開展養(yǎng)護方案設(shè)計。基本原則如下：

（1）保持線形和高程不變，以修復(fù)質(zhì)量缺陷，提高運營能力為目標，全面利用現(xiàn)狀道路結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。

（2）結(jié)合道路實際情況，根據(jù)病害基本特征，采取針對性處治措施，提高病害處治效果。

（3）養(yǎng)護方案應(yīng)科學(xué)、實用，各車道路面結(jié)構(gòu)應(yīng)采用與原始道路結(jié)構(gòu)相同的路面材料與厚度，在確保質(zhì)量滿足要求的前提下，充分降低成本。

（4）堅持保護環(huán)境和耕地的原則，最大限度地降低對環(huán)境的破壞，減小對耕地的占用，全面落實相關(guān)法律、政策。

4.2 路面養(yǎng)護維修方案技術(shù)要點

（1）提高高低溫穩(wěn)定性：①瀝青路面表面層、中面層容易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，產(chǎn)生剪切破壞，從而形成車轍病害。根據(jù)現(xiàn)場實際調(diào)查結(jié)果，該公路車轍病害與上述情況完全一致；②路面養(yǎng)護方案為SBS改性瀝青混合料AC-16上面層+抗車轍瀝青混合料AC-20中面層，以有效提升路面壓縮模量，增強抗車轍能力，從而有效防治車轍病害；③為最大限度地提升改性瀝青高溫穩(wěn)定性，應(yīng)嚴格控制SBS瀝青軟化點，設(shè)計溫度為85 ℃，并將極易出現(xiàn)剪切破壞的中面層混合料動穩(wěn)定度標準設(shè)計為5 000次/mm（溫度標準為70 ℃，高出標準10 ℃）。

（2）增強抗疲勞性能：①上面層、中面層局部位置存在不同形式的龜裂及塊狀裂縫，結(jié)合病害具體情況，采用銑刨重鋪的養(yǎng)護方案，但應(yīng)重點考慮交通荷載與溫度變化的影響，防止產(chǎn)生疲勞裂縫；②重鋪方案為SBS改性瀝青混合料AC-16上面層+抗車轍瀝青混合料AC-20中面層，有效提升道路結(jié)構(gòu)整體性和穩(wěn)定性，增強路面結(jié)構(gòu)承載性能和抗溫度變形能力，避免疲勞裂縫產(chǎn)生。

（3）增強層間黏結(jié)。鉆芯取樣發(fā)現(xiàn)，瀝青路面面層層間結(jié)合效果較差，局部位置呈現(xiàn)分離狀態(tài)，造成路面結(jié)構(gòu)層松散，極易引發(fā)質(zhì)量病害。為全面提升新鋪設(shè)瀝青面層層間及新舊面層層間黏結(jié)效果，瀝青路面鋪設(shè)時，應(yīng)在面層層間及新舊面層層間均勻噴灑SBS改性乳化瀝青黏層油，噴灑量控制在0.3～0.5 kg/m2左右[7]。

（4）提高抗水損能力。水損破壞作為瀝青路面常見病害形式，嚴重影響路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此養(yǎng)護維修方案為AC-16型密級配SBS改性瀝青混合料上面層+AC-20型密級配抗車轍瀝青混合料，具有較強的閉水效果。此外，應(yīng)對瀝青路面裂縫實施清理，并采用密封性能優(yōu)良的防水材料進行嵌縫處理，有效防止水體滲透，保護道路內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

5 擬定最適宜的維修方案

5.1 重度車轍路段（RD≥15 mm）養(yǎng)護維修方案

此路段質(zhì)量缺陷以重度車轍為主，具體形成原因是因面層混合料抗高溫性能較差、車輛運行速度過慢，導(dǎo)致面層穩(wěn)定性下降，引發(fā)流動變形。鉆芯取樣機彎沉檢測顯示，基層、下面層結(jié)構(gòu)較為完整，承載能力符合標準要求，對路面面層實施銑刨處理，并重新鋪設(shè)上面層和中面層，以有效增強路面抗變形能力，從而有效解決路面車轍問題[8]。

養(yǎng)護維修方案為對瀝青路面實施銑刨處理，厚度為10 cm，并鋪設(shè)2層瀝青混合料。其中上面層鋪設(shè)材料為SBS改性AC-16瀝青混合料，厚度為4 cm；中面層鋪設(shè)材料為抗車轍改性AC-20瀝青混合料，厚度為6 cm。

質(zhì)量控制要點：①瀝青面層銑刨完成后，應(yīng)對表面裂縫實施封閉處理，并在裂縫位置設(shè)置寬度不小于20 cm的應(yīng)力消減帶；②銑刨處理后，若表面裂縫寬度小于5 mm，需對裂縫實施全面清理，并采用吹風(fēng)機清除縫內(nèi)灰塵，然后利用90#熱瀝青實施灌縫；若縫寬超過5 mm，需先沿裂縫切割溝槽，并采用吹風(fēng)機清除槽內(nèi)灰塵，然后采用細粒式熱拌瀝青混合料鋪設(shè)平整，并搗壓密實；③瀝青混合料攤鋪前，應(yīng)在銑刨面、上中面層間均勻噴灑一層SBS改性瀝青黏層油。

5.2 路面損壞狀況指數(shù)PCI為次、差且RDlt;15 mm路段的養(yǎng)護維修方案

此路段路面質(zhì)量缺陷以龜裂、塊狀裂縫為主，且裂縫主要位于上面層、中面層之上，通過分析可知此裂縫主要為疲勞裂縫。對路面面層實施銑刨處理，并重新鋪設(shè)上面層和中面層，以有效增強路面抗疲勞破壞，從而完成對疲勞裂縫的處理。

養(yǎng)護維修方案為對瀝青路面實施銑刨處理，厚度為10 cm，并鋪設(shè)2層瀝青混合料。其中上面層鋪設(shè)材料為SBS改性AC-16瀝青混合料，厚度為4 cm；中面層鋪設(shè)材料為抗車轍改性AC-20瀝青混合料，厚度為6 cm。

質(zhì)量控制要點：瀝青面層銑刨完成后，應(yīng)對表面裂縫實施封閉處理，并在裂縫位置設(shè)置抗裂網(wǎng)，其具體處治方式與重度車轍完全一致。

5.3 PCI為優(yōu)、良、中且10 mm≤RDlt;15 mm路段的養(yǎng)護維修方案

此路段路面質(zhì)量缺陷以輕微車轍和局部裂縫為主。為有效提升路面路用性能，封閉裂縫，防止水體滲透破壞，采用淺層銑刨重鋪方式對路面實施修復(fù)處理。

養(yǎng)護維修方案為對瀝青路面實施銑刨處理，厚度為4 cm；銑刨完成后鋪設(shè)4 cm厚SBS改性AC-16瀝青混合料。

質(zhì)量控制要點：瀝青面層銑刨完成后，應(yīng)對表面裂縫實施封閉處理，并在裂縫位置設(shè)置抗裂網(wǎng)，其具體處治方式與重度車轍完全一致。

5.4 PCI為優(yōu)、良、中且5 mm≤RDlt;10 mm路段的養(yǎng)護維修方案

此路段路面質(zhì)量缺陷以橫向裂縫、輕微變形為主，需提升路面抗滑能力。養(yǎng)護維修方案為：先對路面裂縫實施清理和灌縫處理，防止水體滲透破壞，然后在道路表面鋪設(shè)一層厚度為1 cm 的MS-3薄層瀝青進行罩面[9]。

5.5 IR1gt;2.3 m/km路段的養(yǎng)護維修方案

此路段路面質(zhì)量缺陷以橫向裂縫和平整度不達標為主。需對路面裂縫實施封閉處理，并提高路面平整度。養(yǎng)護維修方案為先對路面裂縫實施清理和灌縫處理，然后在道路表面鋪設(shè)一層厚度為1 cm 的MS-3薄層瀝青進行罩面。

5.6 PCI為優(yōu)、良、中且RDlt;5 mm路段的養(yǎng)護維修方案

此路段僅存在少量橫向裂縫，寬度5～12 mm，間距30～50 m出現(xiàn)一道，可通過常規(guī)養(yǎng)護提高路面使用性能。養(yǎng)護維修方案為先對路面裂縫實施清理，然后采用90號熱瀝青實施灌縫處理。

5.7 棄渣設(shè)計方案

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，遵循就近、方便的原則合理布設(shè)棄渣場。棄渣場應(yīng)采取必要的防護措施，減少對環(huán)境的污染[10]。銑刨舊料應(yīng)盡可能做到循環(huán)利用，節(jié)省材料，減小對土地的占用。

6 結(jié)語

綜上所述，該文結(jié)合現(xiàn)狀高速公路運營實際情況，通過對路面質(zhì)量缺陷調(diào)查檢測，掌握道路主要病害情況，并對路面病害產(chǎn)生原因?qū)嵤┤娣治觯鶕?jù)以往道路養(yǎng)護維修實踐經(jīng)驗，制定了針對性路面養(yǎng)護維修方案；主要針對銑刨重鋪瀝青路面，提高抗車轍、抗疲勞破壞、增強層間黏結(jié)性能等提出了科學(xué)有效的處治措施，有效提高路面路用性能，保證道路運營能力。

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